Um guia completo para controle de temperatura durante a sonicação

O controle de temperatura no processamento ultrassônico e nas reações sonoquímicas é essencial para manter a integridade da amostra, proteger compostos sensíveis ao calor, otimizar as condições de reação, garantir sonicação uniforme e aumentar a segurança geral. Todos os modelos digitais de sonicadores Hielscher vêm com um sensor de temperatura conectável e apresentam software sofisticado para monitorar a temperatura do processo e programar os limites de temperatura. Saiba como o controle de temperatura durante a sonicação permite resultados mais eficientes, reprodutíveis e confiáveis!

Hielscher Sonicators com controle de temperatura sofisticado

Os sonicadores Hielscher são equipados com recursos avançados de monitoramento e programação de temperatura, essenciais para manter um controle preciso durante os processos ultrassônicos. Cada modelo de ultrassônico digital vem com um sensor de temperatura conectável que permite o monitoramento contínuo da temperatura, inserindo-o diretamente no líquido. Este sensor mede a temperatura em massa em tempo real, garantindo dados precisos e consistentes.
O sofisticado software integrado aos ultrasonicadores Hielscher permite que os usuários definam uma faixa de temperatura específica. Se a temperatura exceder o limite predeterminado, o ultrassônico faz uma pausa automática. Ele retoma a operação somente depois que a temperatura diminui para um nível seguro e predefinido. Esta regulagem automática evita o superaquecimento, protegendo tanto a amostra quanto o equipamento.

Todas as leituras de temperatura, juntamente com outros dados críticos do processo ultrassônico, são gravadas automaticamente em um cartão SD integrado. Esse recurso facilita a revisão fácil e o controle abrangente do processo, permitindo que os usuários revisem e analisem os dados para obter os melhores resultados.

Para processos que requerem gerenciamento de temperatura adicional, a Hielscher oferece reatores sonoquímicos com camisas de resfriamento. Além disso, trocadores de calor e unidades de resfriamento podem ser integrados para garantir que o processo mantenha a temperatura desejada.

Um modo de pulsação programável é outro recurso projetado para auxiliar na dissipação de calor durante a sonicação. Este modo permite que os ultrasonicadores operem de forma intermitente, evitando assim o acúmulo contínuo de calor.

Todos os modelos de sonicadores digitais, a partir de 200 watts e acima, incluem controle de temperatura para evitar o superaquecimento da amostra durante a preparação. O sensor de temperatura PT100 conectável mede continuamente a temperatura nas amostras e comunica essas informações ao ultrassom. O sistema então pausa automaticamente quando o limite superior de temperatura é atingido, retomando apenas quando a amostra esfria até o limite inferior da faixa de temperatura definida.

Os recursos de controle de temperatura dos sonicadores Hielscher, incluindo o uso do sensor de temperatura PT100, fornecem uma função essencial para manter o processamento ultrassônico preciso e seguro. Esses recursos garantem que o equipamento opere dentro da faixa de temperatura ideal, evitando o superaquecimento e garantindo a integridade da amostra durante todo o processo.

Sobre a importância do controle de temperatura durante o processamento ultrassônico

O controle de temperatura é crucial no processamento ultrassônico e nas reações sonoquímicas. A necessidade de controle de temperatura decorre principalmente da necessidade de preservar a integridade da amostra, proteger substâncias sensíveis ao calor e melhorar a eficiência da reação.

• Integridade da amostra
  Em primeiro lugar, o controle preciso da temperatura ajuda a manter a integridade das amostras que estão sendo processadas. As ondas ultrassônicas geram quantidades significativas de calor por meio da cavitação, onde bolhas microscópicas no líquido colapsam violentamente, produzindo altas temperaturas localizadas. Se a temperatura subir incontrolavelmente, pode levar à degradação ou desnaturação de amostras biológicas sensíveis, como proteínas, ácidos nucléicos ou outros compostos orgânicos. Manter uma temperatura estável garante que essas amostras permaneçam intactas e funcionais durante todo o processo.
• Temperatura ideal do processo
  Em segundo lugar, muitas reações sonoquímicas são altamente dependentes da temperatura. A taxa e o resultado dessas reações podem variar significativamente com as mudanças de temperatura. Ao controlar a temperatura, é possível otimizar as condições de reação, garantindo maior eficiência e melhores rendimentos. Por exemplo, algumas reações podem exigir temperaturas mais baixas para evitar reações colaterais ou estabilizar intermediários reativos, enquanto outras podem precisar de temperaturas mais altas para atingir as taxas de reação desejadas. O gerenciamento preciso da temperatura permite o ajuste fino dessas condições, levando a resultados mais consistentes e previsíveis.
• Uniformidade na Sonicação
  Além disso, aumentos descontrolados de temperatura podem levar a uma sonicação não uniforme. À medida que a temperatura aumenta, a viscosidade do líquido pode mudar, afetando a propagação das ondas ultrassônicas. Isso pode resultar em cavitação irregular e processamento inconsistente, potencialmente levando a uma reprodutibilidade ruim e resultados abaixo do ideal. O controle de temperatura garante que as propriedades físicas do líquido permaneçam constantes, facilitando a distribuição uniforme de energia ultrassônica.
• Controle de temperatura para segurança
  O gerenciamento eficaz da temperatura aumenta a segurança. Altas temperaturas não controladas e não monitoradas podem representar riscos para os operadores e para o ambiente do laboratório. A implementação de medidas de controle de temperatura garante que o ambiente de processamento permaneça seguro e que quaisquer riscos potenciais associados ao superaquecimento sejam mitigados.

Como usar um banho de gelo durante o processamento ultrassônico

Para sonicação de béqueres e lotes, o uso de uma simples água fria / água gelada ou banho de gelo é uma ferramenta bem estabelecida e eficaz para evitar um aumento de temperatura no meio sonicado.
Preparar uma água gelada ou um banho de gelo para resfriamento da amostra durante a sonicação é um processo simples que ajuda a manter um ambiente de temperatura consistente e controlado, evitando o superaquecimento e garantindo os melhores resultados. Aqui, guiamos você pelas etapas de preparação de um banho de gelo:

• Encha o recipiente: Escolha um recipiente que seja mais largo que o seu copo de sonicação. Encha o recipiente até a metade com gelo. Gelo picado ou cubos de gelo em água fria funcionam melhor, pois proporcionam melhor contato com o recipiente de amostra e esfriam com mais eficiência. O objetivo é criar uma mistura de gelo e água que possa envolver completamente o recipiente de amostra, proporcionando um resfriamento uniforme.
• Mergulhe o contêiner de amostra: Coloque o recipiente de amostra no meio do banho de água gelada. Certifique-se de que o nível do banho de água gelada atinja pelo menos a metade das laterais do recipiente de amostra para um resfriamento eficaz. Se a amostra for muito sensível ao calor, mergulhe o recipiente mais profundamente, mas evite deixar a água entrar no recipiente da amostra. Certifique-se de que o nível da água gelada não esteja muito alto para que nenhuma água gelada entre na amostra.
• Temperatura do monitor (opcional): Se for necessário um controle preciso da temperatura, use um termômetro para monitorar a temperatura do banho de gelo. Os sonicadores digitais Hielscher vêm com um sensor de temperatura conectável PT100. Os sensores PT100 medem a temperatura continuamente e enviam os dados para o processador ultrassônico. Você pode definir um limite de temperatura no menu do sonicador. Atingindo o limite de temperatura definido, o sonicador pausa automaticamente até que a temperatura da amostra tenha diminuído para um limite inferior definido e continua o processo de sonicação.

 
Este procedimento simples cria uma água gelada ou banho de gelo eficaz para manter um ambiente estável e fresco para suas amostras durante a sonicação, garantindo um desempenho ideal e evitando o superaquecimento.

Células de fluxo ultrassônico com camisa de resfriamento

Para sonicação em linha, a Hielscher oferece células de fluxo de vários volumes e geometrias equipadas com uma camisa de resfriamento.
Uma camisa de resfriamento de uma célula de fluxo ultrassônico tem a função de regulação de temperatura durante o processamento ultrassônico. A camisa de resfriamento é uma câmara que envolve a célula de fluxo, através da qual um refrigerante (geralmente água, por exemplo, água da cidade resfriada) circula. Sua principal função é dissipar o calor gerado durante a sonicação, mantendo a amostra na temperatura desejada e evitando o superaquecimento. Isso é crucial para preservar a integridade dos compostos sensíveis ao calor e garantir resultados consistentes e confiáveis.
Em contrats ao resfriamento, a camisa também pode ser usada para aquecer a célula de fluxo. Ao circular água quente em vez de refrigerante, a temperatura da célula de fluxo pode ser elevada. Isso é benéfico para processos que exigem temperaturas mais altas, como a termo-sonicação. A termo-sonicação combina os efeitos do calor e das ondas ultrassônicas para aumentar a eficiência do processamento. Por exemplo, na pasteurização de alimentos, a termo-sonicação pode efetivamente reduzir a carga microbiana, preservando a qualidade e o valor nutricional dos alimentos. Leia mais sobre Thermo-Sonication!
Essa dupla funcionalidade da camisa de resfriamento - fornecendo recursos de resfriamento e aquecimento - a torna uma ferramenta versátil para várias aplicações de processamento ultrassônico.

Homogeneizador ultrassônico UIP1000hdT com uma célula de fluxo equipada com camisa de resfriamento para controlar a temperatura do processo durante a sonicação.

Projeto, Fabricação e Consultoria – Qualidade Made in Germany

Os ultrassônicos Hielscher são conhecidos por seus mais altos padrões de qualidade e design. A robustez e a fácil operação permitem a integração suave de nossos ultrasonicadores em instalações industriais. Condições adversas e ambientes exigentes são facilmente manuseados pelos ultrassônicos Hielscher.

A Hielscher Ultrasonics é uma empresa certificada pela ISO e dá ênfase especial aos ultrassônicos de alto desempenho com tecnologia de ponta e facilidade de uso. Obviamente, os ultrassônicos Hielscher são compatíveis com CE e atendem aos requisitos da UL, CSA e RoHs.

A tabela abaixo fornece uma indicação da capacidade aproximada de processamento de nossos ultrassônicos:

Homogeneizador ultrassônico UIP1500hdT com uma célula de fluxo equipada com camisa de resfriamento para controlar a temperatura do processo durante a sonicação.

Literatura / Referências